Wird für den Schaft eines künstlichen Hüftgelenks ein Metall mit einem weit höheren Elastizitätsmodul als dem des Knochens verwendet, tritt Stress Shielding auf. Welche Aussage beschreibt dieses Problem zutreffend?

Lösung: B. Das Implantat trägt den größten Teil der Last, die Spannung im umgebenden Knochen sinkt, und der Knochen wird resorbiert und dünner

Tragen Knochen und Implantat gemeinsam eine Last, dehnen sich beide nahezu gleich stark, sodass der Partner mit dem größeren Elastizitätsmodul den größten Teil der Spannung übernimmt. Der Elastizitätsmodul von kortikalem Knochen beträgt etwa 10–30 GPa, der von Co-Cr-Legierungen dagegen etwa 210 GPa und der von Ti-6Al-4V etwa 110 GPa; die Spannung im Knochen wird daher kleiner, als sie eigentlich wäre. Knochen passt das Gleichgewicht zwischen Aufbau und Resorption an die mechanischen Reize an, die er erfährt (Wolffsches Gesetz). Wo der Reiz abnimmt, wird Knochen resorbiert und dünner, was zur Lockerung des Implantats und zu Frakturen in seiner Umgebung führt. Eine übermäßige Spannung im Knochen ist die umgekehrte Situation. Die Freisetzung von Metallionen durch eine Schädigung der Passivschicht ist ein anderes Problem, etwa bei der Reibkorrosion (Fretting-Korrosion).